Omslagpunt voor het klimaat in Europa: de Golfstroom raakt buiten adem

Goldstroom. Bron: NOAA.

Auteur: Michael Odenwald

Vertaling: Martien de Wit.

De Golfstroom is een bepalende factor in het klimaatsysteem op aarde. Hij verplaatst meer dan honderd keer zoveel water als de inhoud van alle rivieren ter wereld. Al geruime tijd waarschuwen onderzoekers dat de Golfstroom door klimaatverandering tot stilstand kan komen.

Klimaatverandering, veroorzaakt door broeikasgassen die door mensen in de lucht worden geblazen, zorgt ervoor dat de hele aarde opwarmt – althans bijna. De noordelijke Atlantische Oceaan is de enige regio ter wereld die niet met deze trend meegaat en in de afgelopen decennia zelfs koeler is geworden.

Deze afwijking houdt verband met de Golfstroom. Sinds de jaren tachtig waarschuwen klimatologen dat de enorme oceaanstroom door de opwarming van de aarde kan verzwakken en uiteindelijk zelfs tot stilstand kan komen. Daarbij transporteert hij warmte met een vermogen van meer dan een biljard watt, wat ongeveer overeenkomt met het elektrisch vermogen van een miljoen grote kerncentrales.

Ook Noord-Duitsland kan worden getroffen

Metingen laten nu zien dat de afzwakking blijkbaar ook daadwerkelijk optreedt. De gevolgen voor het Europese klimaat zijn nog niet volledig te overzien. Volgens de gangbare opvattingen zou het kouder moeten worden in Noord-Europa en Noord-Amerika zonder de oceanische verwarming, en ook Noord-Duitsland zou kunnen worden getroffen. In zijn film ‘The Day After Tomorrow‘ dreef de Duitse regisseur Roland Emmerich dit scenario tot het uiterste op de spits door de aarde in een soort koudeschok te laten bevriezen. Maar dat is nog niet helemaal zeker.

De Golfstroom is een cruciale factor in het klimaatsysteem van de aarde. Hij verplaatst meer dan honderd keer zoveel water als alle rivieren in de wereld bevatten. Zijn oorsprong ligt ten noorden van de Bahama’s, waar de Floridastroom en de Antillenstroom samenkomen. Het water warmt onderweg op tot wel 30 graden Celsius. Allereerst stroomt het naar het noorden langs de Amerikaanse kust. Ter hoogte van Cape Hatteras (in de Amerikaanse staat North Carolina) draait hij vervolgens naar het noordoosten en ontmoet hij de koude Labrador-stroom voor de kust van Newfoundland. Daarbij vertakt hij zich en vormt nieuwe stromen.

‘Wereldwijde transportband’ van zeestromingen

Eén daarvan is de Noord-Atlantische stroom, die het warme oppervlaktewater naar hoge breedtegraden transporteert. Deze stroming geeft Noord- en Noordwest-Europa een mild klimaat; zonder die stroom zou het hier gemiddeld vijf tot tien graden kouder zijn. In plaats van groene weiden, bossen en landbouw zouden er kale, met ijs bedekte landschappen zijn. De winters zouden net zo hard en koud zijn als in Siberië. En net zoals de Hudsonbaai in Canada zouden de monding van de Elbe, die op dezelfde breedtegraad ligt, en de hele Noordzee maandenlang bevroren zijn.

Op weg naar het noordpoolgebied verdampt water uit de Noord-Atlantische stroom, waardoor de zoutconcentratie van het water dat in de zee achterblijft, toeneemt. Tegelijkertijd koelt de stroom steeds verder af. Beide factoren – koud en een hoog zoutgehalte – maken het water dichter en dus zwaarder. Daardoor zinkt het in de diepzee en stroomt het als een koude diepe stroom terug naar het zuidwesten in de Zuid-Atlantische Oceaan. Dit maakt het onderdeel van de ‘wereldwijde transportband’ van oceaanstromingen die vier van de vijf oceanen met elkaar verbinden.

De diepwaterpomp hapert – en kan wellicht tot stilstand komen

Het zinken gebeurt voornamelijk in de Labradorzee en de Groenlandzee. Tussen Spitsbergen en Groenland is de grootste waterval ter wereld ontstaan. In kolommen tot 15 kilometer breed stort 17 miljoen kubieke meter water per seconde naar beneden tot een diepte van 4000 meter. Dat is 15 keer zoveel water als alle rivieren ter wereld vervoeren. Door het abrupt zinken ontstaat een zuiging die de Golfstroom richting Europa trekt.

Als door de opwarming van de aarde het smeltende poolijs in de vorm van veel zoet water de zinkende gebieden instroomt, wordt het dichte water verdund en stroomt het veel langzamer of helemaal niet meer naar de zeebodem. De diepwaterpomp hapert dan en kan op een gegeven moment zelfs tot stilstand komen. Dan verzwakt de ‘Atlantic Meridional Overturning Circulation (bijvoorbeeld de ‘Atlantic North-South Overturning Circulation’, of afgekort AMOC), zoals het stromingssysteem technisch wordt genoemd, en kan uiteindelijk zelfs stoppen.

Dit zou de Noord-Atlantische Oceaan zoals waargenomen doen afkoelen, simpelweg omdat de warmtetoevoer uit het huidige systeem ontbreekt. Tegelijkertijd wordt de zee voor de Noord-Amerikaanse kust warmer, omdat bij een zwakkere stroming de golfstroom dichter langs de kust loopt. Beide effecten zijn meetbaar en vormen tot op zekere hoogte een ‘vingerafdruk’ van de veranderingen in de AMOC die voorspeld zijn door modelberekeningen.

De stroming in Florida heeft tussen 1909 en 1981 aanzienlijk aan kracht verloren

Nu bevestigen twee nieuwe onderzoeken de afzwakkingstrend. In één ervan onderzocht de oceanograaf Christopher Piecuch van de Woods Hole Oceanographic Institution de Floridastroom, die langs de kust van Florida stroomt en later samenvloeit met de Antillenstroom om samen de Golfstroom te vormen. Het probleem hiermee: de continue metingen van de stroming begonnen pas in 1982.

Daarom berekende Piecuch hun sterkte op basis van de verschillende hoogten van de zeespiegel tussen de twee oevers van de stroom. Deze voeren terug tot de zogenaamde Coriolis-kracht, die het gevolg is van de rotatie van de aarde. Op het noordelijk halfrond buigt die stroming naar rechts, wat betekent dat de rechterkant van een stroom hoger is dan de linkerkant. De gegevens hiervoor waren afkomstig van meetstations in Florida en het Caribisch gebied en gaan meer dan 110 jaar terug.

Het resultaat: de Florida-stroom verloor aanzienlijk aan kracht tussen 1909 en 1981 en is sindsdien nog zwakker. “De resultaten bevestigen de hypothese dat de diepe tak van het stroomsysteem in het recente verleden is afgenomen”, schreef Piecuch in het wetenschappelijke tijdschrift ‘Nature’. Hij berekende ook dat het verminderde warmtetransport voldoende is om het ‘warmtegat’ (de koelbubbel) in de Noord-Atlantische Oceaan te creëren.

Golfstroom: “Actieve component van het klimaatsysteem op aarde”

De tweede studie, gepubliceerd in ‘Nature Climate Change’, is geschreven door mariene onderzoekers van de Ocean University of China in Qingdao en Ohio State University. De AMOC is een “actieve component van het klimaatsysteem op aarde; zijn reactie op de opwarming van de aarde is van cruciaal belang voor de wereldbevolking”, meldt de studie. Hun vertraging is moeilijk te detecteren vanwege de korte observatietijd. Daarom moet je hun sporen, zoals het warmtegat, zoeken met behulp van indirecte methoden die echter lokaal beperkt zijn tot de subpolaire Noord-Atlantische Oceaan.

Daarom gebruikten de auteurs gegevens van waarnemingen en modelberekeningen die van buiten dit zeegebied kwamen. Ze laten zien dat een verzwakking van de AMOC als gevolg van de opwarming van de aarde het zoutgehalte van het zeewater in de verre subtropische Zuid-Atlantische Oceaan verhoogt.

De reden hiervoor is dat daar veel water verdampt, waardoor de zoutconcentratie toeneemt. De stroming nabij het oppervlak leidt dit zoute water meestal naar het noorden. Maar als de stroom verzwakt, blijft hij achter. “Het bewijs hiervoor is consistent met een vertraging van de AMOC als gevolg van antropogene opwarming van de aarde en suggereert dat de hele omkerende circulatie verzwakt tot in de Zuid-Atlantische Oceaan”, concluderen de auteurs.

Het mag in geen geval prettig worden

De vraag die overblijft is hoe de veranderingen in het AMOC ons weer zullen beïnvloeden. Zoals Amerikaanse onderzoekers hebben berekend met behulp van de nieuwste klimaatmodellen, zou het stroomsysteem tegen 2100 met 34 tot 45 procent kunnen verzwakken. Als de trend zich voortzet, wordt deze op een gegeven moment instabiel. Dit is een van de zogenaamde omslagpunten in het klimaatsysteem, dat vervolgens overgaat in een nieuwe toestand.

Aanvankelijk dachten klimatologen dat Noord-Europa, inclusief Noord-Duitsland, aanzienlijk kouder zou worden. Maar het kan ook anders aflopen. In 2016 meldden Britse onderzoekers dat de hittegolven die Europa van juni tot half september 2015 verschroeide, verband hielden met die van de koude bubbel in de Noord-Atlantische Oceaan. De noordpoolstraalstroom, die aan de rand van de stratosfeer rond de aardbol beweegt, maakte een boog om de bubbel naar het zuiden en bleef in deze positie. Als gevolg hiervan stroomde warme lucht uit het zuidwesten Europa binnen, die de thermometer omhoog dreef.

Volgens de studie hadden vergelijkbare sterrenbeelden eerder tot hittegolven geleid. Dus of het in dit land warm of koud wordt, is nog open. Maar prettig mag het in ieder geval niet worden.

Bron

Noot van de vertaler